JP2022186508A - Vehicle drive apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、前輪及び後輪に出力されるトルクを分配するトルク分配装置を有する車両用駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive system having a torque distribution device that distributes torque output to front wheels and rear wheels.
トルク分配装置として、回転電機と、回転電機が接続される第1回転要素、第1出力軸及び第2出力軸の一方の出力軸が接続される第2回転要素、及び第1出力軸及び第2出力軸の他方の出力軸が接続される第3回転要素を有する差動装置と、備え、回転電機によって第2出力軸に分配するトルクの分配率を制御可能にしたものが開示されている。特許文献1に記載のトランスファがそれである。特許文献1には、上述した回転電機を第2動力源として用い、車両をEV走行させることが開示されている。
As a torque distribution device, a rotating electrical machine, a first rotating element to which the rotating electrical machine is connected, a second rotating element to which one of the first output shaft and the second output shaft is connected, and the first output shaft and the second output shaft are connected. A differential gear having a third rotary element to which the other output shaft of the two output shafts is connected is disclosed, and a differential gear having a third rotary element and capable of controlling the distribution ratio of the torque distributed to the second output shaft by the rotating electric machine is disclosed. . The transfer described in
ところで、回転電機が出力できるトルクは限られているため、車両をEV走行させる際の加速性能を向上する上で改善の余地があった。 By the way, since the torque that the rotary electric machine can output is limited, there is room for improvement in terms of improving the acceleration performance when the vehicle is running in EV mode.
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、EV走行可能に構成された車両用駆動装置において、車両をEV走行させる際の加速性能を向上することができる車両用駆動装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made against the background of the above circumstances, and its object is to improve acceleration performance when a vehicle is driven in an EV mode in a vehicle drive system configured to be capable of EV mode travel. To provide a vehicle driving device capable of
第1発明の要旨とするところは、(a)第1動力源と、前記第1動力源からの動力が入力され且つ前輪及び後輪の一方の車輪に動力を出力する第1出力軸と、前記前輪及び前記後輪の他方の車輪に動力を出力する第2出力軸と、前記第1出力軸に入力されたトルクの一部を前記第2出力軸に分配するトルク分配装置と、制御装置と、を備えた車両用駆動装置であって、(b)前記第1動力源は、エンジンと、第1回転電機と、を備え、(c)前記トルク分配装置は、第2回転電機と、前記第2回転電機が接続される第1回転要素、前記第1出力軸及び前記第2出力軸の一方の出力軸が接続される第2回転要素、及び前記第1出力軸及び前記第2出力軸の他方の出力軸が接続される第3回転要素を有する差動装置と、前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素の何れか2つを選択的に係合する、又は、前記第2回転要素を固定部材に選択的に係合する少なくとも1つの係合装置と、を備え、(d)前記制御装置は、(e)車両を駆動する駆動モードとして、前記第1動力源と前記第1出力軸との間の動力伝達を遮断するとともに、前記係合装置を係合状態とし、前記第2回転電機を第2動力源として用いるEV走行モードを設定することができるように構成され、且つ、前記EV走行モードにおいて、前記第2回転電機から出力されるトルクが要求トルクに対して不足するときには、前記第1回転電機から前記第2回転電機の不足分のトルクを補うためのトルクを出力させるように前記第1回転電機を制御するとともに、前記第1回転電機からのトルクを前記第1出力軸に伝達させるように構成されていることを特徴とする。 The gist of the first invention is (a) a first power source; a second output shaft that outputs power to the other of the front wheels and the rear wheels; a torque distribution device that distributes part of the torque input to the first output shaft to the second output shaft; and a control device (b) the first power source includes an engine and a first rotating electric machine; (c) the torque distribution device includes a second rotating electric machine; a first rotary element to which the second rotating electric machine is connected, a second rotary element to which one of the first output shaft and the second output shaft is connected, and the first output shaft and the second output A differential device having a third rotary element to which the other output shaft of the shaft is connected, selectively engaging any two of the first rotary element, the second rotary element and the third rotary element or at least one engagement device for selectively engaging the second rotating element with the fixed member, and (d) the control device (e) as a drive mode for driving the vehicle, the interrupting power transmission between the first power source and the first output shaft, engaging the engagement device, and setting an EV running mode using the second rotating electrical machine as a second power source; and when the torque output from the second rotating electric machine is insufficient with respect to the required torque in the EV running mode, the first rotating electric machine compensates for the shortage of the second rotating electric machine. The first rotating electrical machine is controlled to output torque for compensating the torque, and the torque from the first rotating electrical machine is transmitted to the first output shaft.
第2発明の要旨とするところは、第1発明において、前記第1動力源は、変速装置を介して前記第1出力軸に接続され、前記制御装置は、前記第1回転電機から前記第2回転電機の不足分のトルクを補うためのトルクを出力させる場合に、前記変速装置の変速比を、設定可能な変速比のうちEV走行中の効率が最も高くなる変速比に制御するように構成されていることを特徴とする。 The gist of the second invention is that, in the first invention, the first power source is connected to the first output shaft via a transmission, and the control device connects the first rotary electric machine to the second When outputting torque for compensating for the insufficient torque of the rotary electric machine, the gear ratio of the transmission is controlled to a gear ratio that maximizes the efficiency during EV running among the gear ratios that can be set. characterized by being
第1発明によれば、EV走行モードにおいて、第2回転電機から出力されるトルクが要求トルクに対して不足するときには、第1回転電機から第2回転電機の不足分のトルクを補うためのトルクを出力させるように第1回転電機が制御され、第1回転電機からのトルクが第1出力軸に伝達されるため、第2回転電機から出力されるトルクのみでは要求駆動トルクを実現できない場合であっても、第1回転電機から出力されるトルクが補われることで要求駆動トルクを実現でき、車両をEV走行させる際の加速性能を向上することができる。 According to the first invention, when the torque output from the second rotating electric machine is insufficient for the required torque in the EV running mode, the first rotating electric machine provides torque for compensating for the insufficient torque of the second rotating electric machine. and the torque from the first rotating electrical machine is transmitted to the first output shaft. Therefore, even if the required drive torque cannot be achieved with only the torque output from the second rotating electrical machine, Even if there is, the required drive torque can be realized by supplementing the torque output from the first rotating electrical machine, and the acceleration performance when the vehicle is running in EV mode can be improved.
第2発明によれば、第1回転電機から第2回転電機の不足分のトルクを補うためのトルクを出力させる場合における変速装置の変速比が、設定可能な変速比のうちEV走行中の効率が最も高くなる変速比に制御されるため、車両を効率良くEV走行させることができ、車両の燃費を向上させることができる。 According to the second invention, the gear ratio of the transmission in the case of outputting the torque for compensating for the insufficient torque of the second rotating electric machine from the first rotating electric machine is the efficiency during EV running among the settable gear ratios. is controlled to the highest gear ratio, the vehicle can be efficiently driven in EV mode, and the fuel efficiency of the vehicle can be improved.
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following examples, the drawings are appropriately simplified or modified, and the dimensional ratios, shapes, etc. of each part are not necessarily drawn accurately.
図1は、本発明が適用される、車両8が備える車両用駆動装置10の概略構成を説明する図であると共に、車両用駆動装置10における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。図1において、車両用駆動装置10は、動力源として機能する、エンジン12(図中の「ENG」参照)、TM用回転機MGM、及びTF用回転機MGFを備えている。車両8は、ハイブリッド車両である。又、車両用駆動装置10は、左右一対の前輪14と、左右一対の後輪16と、動力伝達装置18と、を備えている。動力伝達装置18は、エンジン12等からの動力を前輪14及び後輪16へそれぞれ伝達する車両用動力伝達装置である。エンジン12、TM用回転機MGM、及びTF用回転機MGFについては、特に区別しない場合は単に動力源PUという。特に、後述するトルクコンバータ48や自動変速機50へ動力を出力する、エンジン12及びTM用回転機MGMは、第1動力源PU1である。又、後述するトランスファ28に備えられたTF用回転機MGFは、第1動力源PU1に替えて或いは加えて動力源として用いられる第2動力源PU2である。尚、前輪14が本発明の他の車輪に対応し、後輪16が本発明の一方の車輪に対応し、TM用回転機MGMが本発明の第1回転電機に対応し、TF用回転機MGFが本発明の第2回転電機に対応している。
FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of a vehicle drive system 10 provided in a
車両8は、車両用駆動装置10によって後輪16へ伝達されるトルクの一部を前輪14に分配することが可能な全輪駆動車両である。車両用駆動装置10は、後輪16のみにトルクを伝達する後輪駆動に加え、前輪14のみにトルクを伝達する前輪駆動も可能である。車両8は、前輪14と後輪16とを各々二輪備え、車輪を四輪備えた車両であるので、四輪駆動車両でもある。本実施例では、全輪駆動(=AWD)と四輪駆動(=4WD)とは同意である。又、後輪駆動と前輪駆動とは、各々、二輪駆動(=2WD)である。
The
エンジン12は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関である。エンジン12は、後述する電子制御装置130によって、車両用駆動装置10に備えられたスロットルアクチュエータや燃料噴射装置や点火装置等を含むエンジン制御装置20が制御されることによりエンジン12の出力トルクであるエンジントルクTeが制御される。
The
TM用回転機MGM及びTF用回転機MGFは、各々、電力から機械的な動力を発生させる発動機としての機能及び機械的な動力から電力を発生させる発電機としての機能を有する回転電気機械であって、所謂モータジェネレータである。TM用回転機MGM及びTF用回転機MGFは、各々、車両用駆動装置10に備えられたインバータ22を介して、車両用駆動装置10に備えられたバッテリ24に接続されている。TM用回転機MGM及びTF用回転機MGFは、各々、後述する電子制御装置130によってインバータ22が制御されることにより、TM用回転機MGMの出力トルクであるMGMトルクTmgm及びTF用回転機MGFの出力トルクであるMGFトルクTmgfが制御される。バッテリ24は、TM用回転機MGM及びTF用回転機MGFの各々に対して電力を授受する蓄電装置である。前記電力は、特に区別しない場合には電気エネルギーも同意である。前記動力は、特に区別しない場合には駆動力、トルク、及び力も同意である。
The rotating machine MGM for TM and the rotating machine MGF for TF are rotary electric machines each having a function as a motor for generating mechanical power from electric power and a function as a generator for generating power from mechanical power. It is a so-called motor generator. The TM rotary machine MGM and the TF rotary machine MGF are each connected to a
動力伝達装置18は、ハイブリッド用トランスミッション26(図中の「HV用T/M」参照)と、トルク分配装置としてのトランスファ28(図中の「T/F」参照)と、フロントプロペラシャフト30と、リヤプロペラシャフト32と、フロントディファレンシャル34(図中の「FDiff」参照)と、リヤディファレンシャル36(図中の「RDiff」参照)と、左右一対のフロントドライブシャフト38と、左右一対のリヤドライブシャフト40と、を備えている。動力伝達装置18において、ハイブリッド用トランスミッション26を介して伝達された第1動力源PU1からの動力が、トランスファ28から、リヤプロペラシャフト32、リヤディファレンシャル36、リヤドライブシャフト40等を順次介して後輪16へ伝達される。又、動力伝達装置18において、トランスファ28に伝達された第1動力源PU1からのトルクの一部が前輪14側へ分配されると、その分配されたトルクが、フロントプロペラシャフト30、フロントディファレンシャル34、フロントドライブシャフト38等を順次介して前輪14へ伝達される。
The
ハイブリッド用トランスミッション26は、非回転部材であるトランスミッションケース42を備えている。トランスファ28は、トランスミッションケース42に連結された固定部材(非回転部材)であるトランスファケース44を備えている。TM用回転機MGMは、トランスミッションケース42内に設けられている。TF用回転機MGFは、トランスファケース44内に設けられている。
The
図2は、ハイブリッド用トランスミッション26の概略構成を説明する図である。図2において、ハイブリッド用トランスミッション26は、トランスミッションケース42内において共通の回転軸線CL1上に配設された、回転機連結軸46、トルクコンバータ48、及び自動変速機50などを備えている。トルクコンバータ48及び自動変速機50は、回転軸線CL1に対して略対称的に構成されており、図2では回転軸線CL1に対して下半分が省略されている。回転軸線CL1は、エンジン12のクランク軸、そのクランク軸に連結された回転機連結軸46、自動変速機50の入力回転部材である変速機入力軸52、自動変速機50の出力回転部材である変速機出力軸54などの軸心である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
回転機連結軸46は、エンジン12とトルクコンバータ48とを連結する回転軸である。TM用回転機MGMは、回転機連結軸46に動力伝達可能に連結されている。トルクコンバータ48は、回転機連結軸46と連結されたポンプ翼車48a、及び変速機入力軸52と連結されたタービン翼車48bを備えている。ポンプ翼車48aはトルクコンバータ48の入力部材であり、タービン翼車48bはトルクコンバータ48の出力部材である。回転機連結軸46は、トルクコンバータ48の入力回転部材でもある。変速機入力軸52は、タービン翼車48bによって回転駆動されるタービン軸と一体的に形成されたトルクコンバータ48の出力回転部材でもある。トルクコンバータ48は、第1動力源PU1からの動力を流体を介して変速機入力軸52へ伝達する流体式伝動装置である。トルクコンバータ48は、ポンプ翼車48aとタービン翼車48bとを連結するロックアップクラッチLUを備えている。ロックアップクラッチLUは、トルクコンバータ48の入出力回転部材を連結する直結クラッチ、つまり公知のロックアップクラッチである。
The rotating
自動変速機50は、トルクコンバータ48とトランスファ28との間の動力伝達経路に介在させられている。変速機出力軸54は、トランスファ28と接続されている。自動変速機50は、第1動力源PU1からの動力をトランスファ28へ伝達する機械式伝動装置である。このように、トルクコンバータ48及び自動変速機50は、各々、第1動力源PU1からの動力をトランスファ28へ伝達する。尚、自動変速機50が、本発明の変速装置に対応している。
自動変速機50は、例えば第1遊星歯車装置56及び第2遊星歯車装置58の複数組の遊星歯車装置と、ワンウェイクラッチF1を含む、クラッチC1、クラッチC2、ブレーキB1、ブレーキB2の複数の係合装置とを備えている、公知の遊星歯車式の自動変速機である。以下、クラッチC1、クラッチC2、ブレーキB1、及びブレーキB2については、特に区別しない場合は単に係合装置CBという。
The
係合装置CBは、油圧アクチュエータにより押圧される多板式或いは単板式のクラッチやブレーキ、油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成される、公知の油圧式の摩擦係合装置である。係合装置CBは、各々、車両用駆動装置10に備えられた油圧制御回路60(図1参照)から供給される調圧された係合装置CBの各油圧であるCB油圧PRcbによりそれぞれのトルク容量であるCBトルクTcbが変化させられることで、係合状態や解放状態などの作動状態つまり制御状態が切り替えられる。油圧制御回路60は、後述する電子制御装置130により制御される。
The engagement device CB is a known hydraulic friction engagement device configured by a multi-plate or single-plate clutch or brake that is pressed by a hydraulic actuator, or a band brake that is tightened by a hydraulic actuator. Each engagement device CB is regulated by a CB hydraulic pressure PRcb supplied from a hydraulic control circuit 60 (see FIG. 1) provided in the vehicle drive device 10, and each torque is generated by the CB hydraulic pressure PRcb. By changing the CB torque Tcb, which is the capacity, the operating state, that is, the control state, such as the engaged state and the disengaged state, is switched. The
自動変速機50は、第1遊星歯車装置56及び第2遊星歯車装置58の各回転要素が、直接的に、或いは係合装置CBやワンウェイクラッチF1を介して間接的に互いに連結されたり、変速機入力軸52、トランスミッションケース42、或いは変速機出力軸54に直接的に、或いは間接的に連結されたりする。第1遊星歯車装置56の各回転要素は、サンギヤS1、キャリアCA1、リングギヤR1であり、第2遊星歯車装置58の各回転要素は、サンギヤS2、キャリアCA2、リングギヤR2である。
In the
自動変速機50は、係合装置CBのうちの何れかの係合装置が係合されることによって、変速比(ギヤ比ともいう)γat(=AT入力回転速度Ni/AT出力回転速度No)が異なる複数の変速段(ギヤ段ともいう)のうちの何れかのギヤ段が形成される有段変速機である。自動変速機50は、後述する電子制御装置130によって、ドライバー(=運転者)のアクセル操作や車速V等に応じて形成されるギヤ段が切り替えられる。本実施例では、自動変速機50にて形成されるギヤ段をATギヤ段と称す。AT入力回転速度Niは、変速機入力軸52の回転速度であって、自動変速機50の入力回転速度であり、タービン翼車48bによって回転駆動されるタービン軸の回転速度であるタービン回転速度Ntと同値である。AT出力回転速度Noは、変速機出力軸54の回転速度であって、自動変速機50の出力回転速度である。
In the
自動変速機50は、例えば図3の作動係合表に示すように、複数のATギヤ段として、AT1速ギヤ段(図中の「1st」)-AT4速ギヤ段(図中の「4th」)の4段の前進用のATギヤ段が形成される。AT1速ギヤ段の変速比γatが最も大きく、ハイ側のATギヤ段程、変速比γatが小さくなる。図3の作動係合表は、各ATギヤ段と係合装置CBの各制御状態との関係をまとめたものである。図3において、「○」は係合を、「△」はエンジンブレーキ時や自動変速機50のコーストダウンシフト時に係合を、空欄は解放を、それぞれ表している。自動変速機50のニュートラル状態(図中の「N」)は、自動変速機50が動力を伝達不能な状態であり、例えば係合装置CBが何れも解放状態とされて自動変速機50における動力伝達が遮断されることで実現される。又、自動変速機50は、車両8の後進走行時には、ニュートラル状態とされる(図中の「Rev」)。車両8の後進走行時には、例えばTF用回転機MGFから動力によって走行させられる。
For example, as shown in the operation engagement table of FIG. ) are formed. The transmission gear ratio γat of the AT 1st gear stage is the largest, and the transmission gear ratio γat becomes smaller with increasing AT gear stage. The operation engagement table in FIG. 3 summarizes the relationship between each AT gear stage and each control state of the engagement device CB. In FIG. 3, "○" indicates engagement, "Δ" indicates engagement during engine braking or during coast downshifting of the
図4は、トランスファ28の概略構成を説明する図である。図4において、トランスファ28は、トランスファケース44内において共通の回転軸線CL1上に配設された、TF入力軸62、差動装置64、TF用クラッチCF1、TF用ブレーキBF1、第1出力軸66、中間軸68、第1噛合クラッチD1、第2噛合クラッチD2、及びドライブギヤ70などを備えている。差動装置64、TF用クラッチCF1、TF用ブレーキBF1、中間軸68、第1噛合クラッチD1、第2噛合クラッチD2、及びドライブギヤ70は、回転軸線CL1に対して略対称的に構成されており、図4では回転軸線CL1に対して下半分が省略されている。
FIG. 4 is a diagram for explaining a schematic configuration of the
又、トランスファ28は、トランスファケース44内において共通の回転軸線CL2上に配設された、第2出力軸72及びドリブンギヤ74などを備えている。ドリブンギヤ74は、回転軸線CL2に対して略対称的に構成されており、図4では回転軸線CL2に対して上半分が省略されている。回転軸線CL2は、第2出力軸72、フロントプロペラシャフト30などの軸心である。
The
又、トランスファ28は、トランスファケース44内において、TF用回転機MGF、回転機連結ギヤ対76、及びチェーン78などを備えている。回転機連結ギヤ対76は、TF用回転機MGFのロータ軸80と一体的に回転するTF用回転機連結ギヤ76aと、TF用回転機連結ギヤ76aと常時噛み合うTF用カウンタギヤ76bと、から構成されている。チェーン78は、ドライブギヤ70とドリブンギヤ74との間を連結する部材である。
The
トランスファ28は、更に、トランスファケース44に固定された切替用アクチュエータ82を備えている(図1参照)。切替用アクチュエータ82は、第1噛合クラッチD1と第2噛合クラッチD2とを各々作動させる為のアクチュエータである。
The
TF用クラッチCF1及びTF用ブレーキBF1は、各々、油圧アクチュエータにより押圧される多板式或いは単板式の係合装置により構成される、公知の湿式の油圧式の摩擦係合装置である。TF用クラッチCF1は、油圧制御回路60から供給される調圧されたTF用クラッチCF1の油圧であるCF1油圧PRcf1によりTF用クラッチCF1のトルク容量であるCF1トルクTcf1が変化させられることで、制御状態が切り替えられる。TF用ブレーキBF1もTF用クラッチCF1と同様に、油圧制御回路60から供給されるBF1油圧PRbf1によりBF1トルクTbf1が変化させられることで、制御状態が切り替えられる。第1噛合クラッチD1及び第2噛合クラッチD2は、各々、公知の噛合式クラッチつまりドグクラッチである。第1噛合クラッチD1及び第2噛合クラッチD2は、各々、後述する電子制御装置130によって切替用アクチュエータ82が制御されることにより制御状態が切り替えられる。
Each of the TF clutch CF1 and the TF brake BF1 is a known wet hydraulic friction engagement device configured by a multi-plate or single-plate engagement device pressed by a hydraulic actuator. The TF clutch CF1 is controlled by changing the CF1 torque Tcf1, which is the torque capacity of the TF clutch CF1, by the CF1 oil pressure PRcf1, which is the regulated hydraulic pressure of the TF clutch CF1 supplied from the
TF入力軸62は、変速機出力軸54と動力伝達可能に接続されている。第1出力軸66は、自動変速機50等を介して第1動力源PU1に動力伝達可能に接続されると共に、リヤプロペラシャフト32と動力伝達可能に接続されている。又、第1出力軸66は、自動変速機50等を介して第1動力源PU1からの動力が出力され、且つ、後輪16に動力を出力するように構成されている。又、第2出力軸72は、フロントプロペラシャフト30と動力伝達可能に接続されている。第2出力軸72は、前輪14に動力を出力するように構成されている。ドリブンギヤ74は、第2出力軸72に相対回転不能に固定されている。TF用カウンタギヤ76bは、中間軸68に相対回転不能に固定されている。
The
差動装置64は、シングルピニオン型の遊星歯車装置にて構成されており、サンギヤS、キャリアCA、及びリングギヤRを備えている。サンギヤSは、中間軸68に相対回転不能に固定されている。従って、サンギヤSには、回転機連結ギヤ対76を介してTF用回転機MGFが接続されている。キャリアCAは、ドライブギヤ70に連結されている。従って、キャリアCAには、ドライブギヤ70、チェーン78、及びドリブンギヤ74を介して第2出力軸72が接続されている。リングギヤRは、TF用ブレーキBF1を介して選択的にトランスファケース44に連結される。サンギヤSとキャリアCAとは、TF用クラッチCF1を介して選択的に連結される。尚、TF用クラッチCF1が、第1回転要素、第2回転要素、及び第3回転要素の何れか2つを選択的に係合する係合装置に対応し、TF用ブレーキBF1が第2回転要素を固定部材に選択的に係合する係合装置に対応する。
The
第1噛合クラッチD1は、第1噛合歯a1、第2噛合歯a2、第3噛合歯a3、及び第1スリーブd1sを備えている。第1噛合歯a1は、TF入力軸62に相対回転不能に固定されている。第2噛合歯a2は、第1出力軸66に相対回転不能に固定されている。第3噛合歯a3は、中間軸68に相対回転不能に固定されている。第1スリーブd1sは、第1噛合歯a1、第2噛合歯a2、及び第3噛合歯a3の各々に対して回転軸線CL1方向に相対移動可能に設けられている。第1スリーブd1sには、第1噛合歯a1、第2噛合歯a2、及び第3噛合歯a3の各々に対して相対回転不能に噛み合うことが可能な内周歯が形成されている。第1スリーブd1sは、切替用アクチュエータ82によって回転軸線CL1方向に移動させられることによって、第1噛合歯a1、第2噛合歯a2、及び第3噛合歯a3の各々に対する噛合い状態が形成させられたり、その噛合い状態が解除させられたりする。第1噛合クラッチD1の第1状態[1]は、第1スリーブd1sが第1噛合歯a1及び第2噛合歯a2と各々噛み合わされたことによって第1噛合歯a1と第2噛合歯a2とが結合された状態を示している。第1噛合クラッチD1の第2状態[2]は、第1スリーブd1sが第1噛合歯a1及び第3噛合歯a3と各々噛み合わされたことによって第1噛合歯a1と第3噛合歯a3とが結合された状態を示している。尚、図4では、便宜上、第1スリーブd1sを各状態に合わせて複数図示している。
The first mesh clutch D1 includes a first mesh tooth a1, a second mesh tooth a2, a third mesh tooth a3, and a first sleeve d1s. The first meshing tooth a1 is fixed to the
第2噛合クラッチD2は、第4噛合歯a4、第5噛合歯a5、第6噛合歯a6、及び第2スリーブd2sを備えている。第4噛合歯a4は、リングギヤRに連結されている。第5噛合歯a5は、キャリアCAに連結されている。第6噛合歯a6は、第1出力軸66に相対回転不能に固定されている。第2スリーブd2sは、第4噛合歯a4、第5噛合歯a5、及び第6噛合歯a6の各々に対して回転軸線CL1方向に相対移動可能に設けられている。第2スリーブd2sには、第4噛合歯a4、第5噛合歯a5、及び第6噛合歯a6の各々に対して相対回転不能に噛み合うことが可能な内周歯が形成されている。第2スリーブd2sは、切替用アクチュエータ82によって回転軸線CL1方向に移動させられることによって、第4噛合歯a4、第5噛合歯a5、及び第6噛合歯a6の各々に対する噛合い状態が形成させられたり、その噛合い状態が解除させられたりする。第2噛合クラッチD2の第1状態[1]は、第2スリーブd2sが第4噛合歯a4、第5噛合歯a5、及び第6噛合歯a6の何れとも噛み合わされていないことによって第4噛合歯a4、第5噛合歯a5、及び第6噛合歯a6の何れの間も結合されていないニュートラル状態を示している。第2噛合クラッチD2の第2状態[2]は、第2スリーブd2sが第4噛合歯a4及び第6噛合歯a6と各々噛み合わされたことによって第4噛合歯a4と第6噛合歯a6とが結合された状態を示している。第2噛合クラッチD2の第3状態[3]は、第2スリーブd2sが第5噛合歯a5及び第6噛合歯a6と各々噛み合わされたことによって第5噛合歯a5と第6噛合歯a6とが結合された状態を示している。尚、図4では、便宜上、第2スリーブd2sを各状態に合わせて複数図示している。
The second dog clutch D2 has a fourth dog tooth a4, a fifth dog tooth a5, a sixth dog tooth a6, and a second sleeve d2s. The fourth meshing tooth a4 is connected to the ring gear R. The fifth meshing tooth a5 is connected to the carrier CA. The sixth meshing tooth a6 is fixed to the
図5は、トランスファ28における各回転要素の回転速度の相対的関係を表す共線図である。図5において、トランスファ28を構成する差動装置64の3つの回転要素に対応する3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順に第1回転要素RE1に対応するサンギヤSの回転速度、第3回転要素RE3に対応するキャリアCAの回転速度、第2回転要素RE2に対応するリングギヤRの回転速度、をそれぞれ表す軸である。縦線Y1よりも左側に示した縦線Y0は、入出力回転要素REIOに対応する第1出力軸66の回転速度を表す軸である。
FIG. 5 is a nomographic chart showing the relative relationship between the rotational speeds of the rotary elements in the
図5の共線図を用いて表現すれば、トランスファ28において、入出力回転要素REIOは、第1噛合クラッチD1(第1状態[1]参照)を介してTF入力軸62に選択的に連結されると共にリヤプロペラシャフト32に連結されている。TF入力軸62には、ハイブリッド用トランスミッション26を介してエンジン12を含む第1動力源PU1が動力伝達可能に連結されている。又、差動装置64において、第1回転要素RE1には、TF用回転機MGFが動力伝達可能に接続されていると共に、第1噛合クラッチD1(第2状態[2]参照)を介してTF入力軸62が選択的に接続される。第3回転要素RE3には、第2出力軸72つまりフロントプロペラシャフト30が接続されていると共に、第2噛合クラッチD2(第3状態[3]参照)を介して第1出力軸66つまりリヤプロペラシャフト32に選択的に連結される。第2回転要素RE2には、第2噛合クラッチD2(第2状態[2]参照)を介して第1出力軸66が選択的に連結されると共に、TF用ブレーキBF1を介してトランスファケース44に選択的に接続(係合)される。又、第1回転要素RE1と第3回転要素RE3とはTF用クラッチCF1を介して選択的に接続(係合)される。差動装置64では、直線Lcdにより、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の相互の回転速度の関係が示される。第1出力軸66は、第1動力源PU1からの動力がトルクコンバータ48を介して入力され、且つ、後輪16に動力を出力する出力軸である。第2出力軸72は、前輪14に動力を出力する出力軸である。
5, in the
差動装置64において、TF用クラッチCF1の係合状態且つTF用ブレーキBF1の解放状態では、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3が一体的に回転させられる。一方で、差動装置64において、TF用クラッチCF1の解放状態且つTF用ブレーキBF1の係合状態では、第3回転要素RE3の回転速度が第1回転要素RE1の回転速度に対して減速させられる。従って、差動装置64は、TF用クラッチCF1が係合状態とされることによるハイギヤ段と、TF用ブレーキBF1が係合状態とされることによるローギヤ段と、が選択的に形成される変速機として機能する。尚、差動装置64においてハイギヤ段に変速されたときの差動装置64における変速比γtrは1.0であり、差動装置64においてローギヤ段に変速されたときの差動装置64における変速比γtrは1.0よりも大きい値である。
In the
又、差動装置64は、TF用クラッチCF1及びTF用ブレーキBF1が何れも解放状態とされると、差動作用を働かせることが可能である。従って、差動装置64は、センターディファレンシャルとして機能する。この際、トランスファ28において、第1噛合クラッチD1が第1状態[1]であり且つ第2噛合クラッチD2が第2状態[2]であると、差動装置64は、第2回転要素RE2に入力された第1動力源PU1からのトルクを、第1回転要素RE1に連結されたTF用回転機MGFの反力トルクにより第3回転要素RE3に分配することが可能である。又、差動装置64は、TF用回転機MGFの反力トルクを作用させることに替えて、TF用クラッチCF1をスリップ状態として差動装置64の差動作用を制限することにより、第2回転要素RE2に入力された第1動力源PU1からのトルクを第3回転要素RE3に分配することが可能である。このように、トランスファ28は、第1出力軸66に入力された第1動力源PU1からのトルクの一部を第2出力軸72に分配するトルク分配装置である。これにより、トランスファ28では、前輪14と後輪16とにトルクを分配することが可能となる。尚、トランスファ28において第2噛合クラッチD2が第3状態[3]とされる場合には、差動装置64は、センターディファレンシャルとしての機能が働かないデフロック状態とされる。
Further, the
図6は、トランスファ28において成立させられる各駆動モードとトランスファ28における各係合装置の制御状態との関係を説明する作動係合表である。図6において、「○」は係合を、空欄は解放を、それぞれ表している。
FIG. 6 is an operation/engagement table for explaining the relationship between each drive mode established in the
番号m1の「EV(FF)ハイ」モード、及び、番号m2の「EV(FF)ロー」モードは、TF用クラッチCF1及びTF用ブレーキBF1のうちの何れか一方のみが係合状態とされると共に第1噛合クラッチD1が第1状態[1]とされ且つ第2噛合クラッチD2が第1状態[1]とされることで実現させられる。「EV(FF)ハイ」モード及び「EV(FF)ロー」モードは、各々、例えば第1動力源PU1と第1出力軸66との間の動力伝達を遮断した状態でTF用回転機MGFのみを動力源(第2動力源PU2)として用いて走行するモータ走行(=EV走行)が可能なEV走行モードである。第2噛合クラッチD2が第1状態[1]とされることによって、第4噛合歯a4、第5噛合歯a5、及び第6噛合歯a6の相互間の結合はニュートラル状態(図中「N」参照)とされるので、差動装置64は後輪16との間の動力伝達経路が切断される。この状態で、TF用クラッチCF1の係合状態によるハイギヤ段又はTF用ブレーキBF1の係合状態によるローギヤ段が形成された差動装置64において、TF用回転機MGFからの動力が前輪14側へ伝達される。従って、本実施例のEV走行は、前輪駆動走行にて実現させられる。EV走行モードでは、例えば第1噛合クラッチD1が第1状態[1]の場合、自動変速機50がニュートラル状態とされることで、第1動力源PU1と第1出力軸66との間の動力伝達が遮断される。これにより、エンジン12の引き摺りをなくすことができる。或いは、第1噛合クラッチD1を解放状態とすることが可能であるなら、EV走行モードでは、例えば第1噛合クラッチD1を解放状態とすることによって、第1動力源PU1と第1出力軸66との間の動力伝達を遮断する。これにより、自動変速機50の状態に拘わらず、自動変速機50やエンジン12の引き摺りをなくすことができる。又、「EV(FF)ハイ」モード及び「EV(FF)ロー」モードにおける各々のEV走行モードでは、TF用回転機MGFを動力源(第2動力源PU2)として用いつつ、第1動力源PU1からの動力を後輪16へ伝達することも可能であるので、第1動力源PU1のうち少なくともエンジン12を動力源としたハイブリッド走行(=HV走行)によるAWD走行、或いはTM用回転機MGMからの動力を後輪16へ伝達することによるEV走行によるAWD走行が可能である。
In the "EV (FF) high" mode numbered m1 and the "EV (FF) low" mode numbered m2, only one of the TF clutch CF1 and the TF brake BF1 is engaged. At the same time, the first dog clutch D1 is set to the first state [1] and the second dog clutch D2 is set to the first state [1]. In the "EV (FF) high" mode and the "EV (FF) low" mode, for example, only the rotating machine MGF for TF is driven while the power transmission between the first power source PU1 and the
番号m3の「H4_トルクスプリット」モードは、TF用クラッチCF1及びTF用ブレーキBF1が何れも解放状態とされると共に第1噛合クラッチD1が第1状態[1]とされ且つ第2噛合クラッチD2が第2状態[2]とされることで実現させられる。「H4_トルクスプリット」モードは、例えば差動装置64がハイギヤ段と同等の状態で、第1出力軸66から差動装置64へ伝達された第1動力源PU1からのトルクをTF用回転機MGFの反力トルクによってサンギヤSにて受け持つことにより、TF用回転機MGFの反力トルクに応じた所望する任意の比率で前輪14と後輪16とにトルクを分配するモードである。トランスファ28における「H4_トルクスプリット」モードでは、TF用回転機MGFは力行させられる。
In the "H4_torque split" mode numbered m3, both the TF clutch CF1 and the TF brake BF1 are released, the first dog clutch D1 is set to the first state [1], and the second dog clutch D2 is set to the first state [1]. is set to the second state [2]. In the "H4_torque split" mode, the torque from the first power source PU1 transmitted from the
番号m4の「H4_LSD」モードは、TF用ブレーキBF1が解放状態とされると共に第1噛合クラッチD1が第1状態[1]とされ且つ第2噛合クラッチD2が第2状態[2]とされた状態で、TF用クラッチCF1がスリップ状態に制御されることで実現させられる。「H4_LSD」モードは、「H4_トルクスプリット」モードにおけるTF用回転機MGFの反力トルクの作用に替えて、TF用クラッチCF1のスリップ状態による差動装置64の差動作用の制限により、TF用クラッチCF1のトルク容量に応じた所望する任意の比率で前輪14と後輪16とにトルクを分配するモードである。
In the "H4_LSD" mode of number m4, the TF brake BF1 is released, the first dog clutch D1 is set to the first state [1], and the second dog clutch D2 is set to the second state [2]. In this state, the TF clutch CF1 is controlled to slip. In the "H4_LSD" mode, instead of the action of the reaction torque of the TF rotary machine MGF in the "H4_torque split" mode, the TF In this mode, torque is distributed between the
番号m5の「H4_Lock」モードは、TF用クラッチCF1及びTF用ブレーキBF1が何れも解放状態とされると共に第1噛合クラッチD1が第1状態[1]とされ且つ第2噛合クラッチD2が第3状態[3]とされることで実現させられる。「H4_Lock」モードは、差動装置64がデフロック状態とされた状態で、第1出力軸66へ伝達された第1動力源PU1からのトルクを前輪14と後輪16とに分配するモードである。
In the "H4_Lock" mode numbered m5, the TF clutch CF1 and the TF brake BF1 are both released, the first dog clutch D1 is in the first state [1], and the second dog clutch D2 is in the third state. It is realized by setting to state [3]. The "H4_Lock" mode is a mode in which the torque from the first power source PU1 transmitted to the
番号m6の「L4_Lock」モードは、TF用クラッチCF1が解放状態とされ且つTF用ブレーキBF1が係合状態とされると共に第1噛合クラッチD1が第2状態[2]とされ且つ第2噛合クラッチD2が第3状態[3]とされることで実現させられる。「L4_Lock」モードは、差動装置64がデフロック状態とされ且つローギヤ段とされた状態で、差動装置64のサンギヤSへ伝達された第1動力源PU1からのトルクを前輪14と後輪16とに分配するモードである。
In the "L4_Lock" mode numbered m6, the TF clutch CF1 is released, the TF brake BF1 is engaged, the first dog clutch D1 is in the second state [2], and the second dog clutch This is realized by setting D2 to the third state [3]. In the "L4_Lock" mode, the torque from the first power source PU1 transmitted to the sun gear S of the
図1に戻り、車両用駆動装置10は、機械式のオイルポンプであるMOP84、電動式のオイルポンプであるEOP86、ポンプ用モータ88等を備えている。MOP84は、回転機連結軸46に連結されており(図2参照)、第1動力源PU1により回転駆動させられて動力伝達装置18にて用いられる作動油OILを吐出する。ポンプ用モータ88は、EOP86を回転駆動する為のEOP86専用のモータである。EOP86は、ポンプ用モータ88により回転駆動させられて作動油OILを吐出する。MOP84やEOP86が吐出した作動油OILは、油圧制御回路60へ供給される。油圧制御回路60は、MOP84及び/又はEOP86が吐出した作動油OILを元にして各々調圧した、CB油圧PRcb、CF1油圧PRcf1、BF1油圧PRbf1などを供給する。
Returning to FIG. 1, the vehicle drive device 10 includes a mechanical
車両用駆動装置10は、動力源PU及びトランスファ28などを制御する制御装置を含むコントローラとしての電子制御装置130を備えている。図1は、電子制御装置130の入出力系統を示す図であり、又、電子制御装置130による制御機能の要部を説明する機能ブロック図である。電子制御装置130は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両用駆動装置10の各種制御を実行する。電子制御装置130は、必要に応じてエンジン制御用、変速制御用等の各コンピュータを含んで構成される。
The vehicle drive system 10 includes an
電子制御装置130には、車両用駆動装置10に備えられた各種センサ等(例えばエンジン回転速度センサ90、MGM回転速度センサ92、タービン回転速度センサ94、AT出力回転速度センサ96、車速センサ98、MGF回転速度センサ100、アクセル開度センサ102、スロットル弁開度センサ104、ブレーキペダルセンサ106、シフトポジションセンサ108、加速度センサ110、ヨーレートセンサ112、ステアリングセンサ114、バッテリセンサ116、油温センサ118、デフロック選択スイッチ120、ローギヤ選択スイッチ122など)による検出値に基づく各種信号等(例えばエンジン12の回転速度であるエンジン回転速度Ne、TM用回転機MGMの回転速度であるMGM回転速度Nmgm、AT入力回転速度Niと同値であるタービン回転速度Nt、AT出力回転速度No、車速Vに対応する第1出力軸66の回転速度であるTF出力回転速度Nof、TF用回転機MGFの回転速度であるMGF回転速度Nmgf、運転者の加速操作の大きさを表す運転者のアクセル操作量であるアクセル開度θacc、電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θth、ホイールブレーキを作動させる為のブレーキペダルが運転者によって操作されている状態を示す信号であるブレーキオン信号Bon、車両8に備えられたシフトレバーの操作位置を示すシフト操作ポジションPOSsh、車両8の前後加速度Gx及び左右加速度Gy、車両8の鉛直軸まわりの回転角速度であるヨーレートRyaw、車両8に備えられたステアリングホイールの操舵角度θsw及び操舵方向Dsw、バッテリ24のバッテリ温度THbatやバッテリ充放電電流Ibatやバッテリ電圧Vbat、作動油OILの温度である作動油温THoil、運転者によって「H4_Lock」モード又は「L4_Lock」モードが選択されたことを示す信号であるロックモードオン信号LOCKon、運転者によって差動装置64のローギヤ段が選択されたことを示す信号であるローギヤオン信号LOWonなど)が、それぞれ供給される。 The electronic control device 130 includes various sensors provided in the vehicle drive device 10 (for example, engine rotation speed sensor 90, MGM rotation speed sensor 92, turbine rotation speed sensor 94, AT output rotation speed sensor 96, vehicle speed sensor 98, MGF rotation speed sensor 100, accelerator opening sensor 102, throttle valve opening sensor 104, brake pedal sensor 106, shift position sensor 108, acceleration sensor 110, yaw rate sensor 112, steering sensor 114, battery sensor 116, oil temperature sensor 118, Differential lock selection switch 120, low gear selection switch 122, etc.) based on detection values (for example, engine rotation speed Ne, which is the rotation speed of the engine 12, MGM rotation speed Nmgm, which is the rotation speed of the TM rotary machine MGM, AT input Turbine rotation speed Nt which is equivalent to rotation speed Ni, AT output rotation speed No, TF output rotation speed Nof which is the rotation speed of first output shaft 66 corresponding to vehicle speed V, and MGF which is the rotation speed of TF rotary machine MGF Rotational speed Nmgf, accelerator opening degree θacc, which is the amount of accelerator operation by the driver representing the magnitude of the driver's acceleration operation, throttle valve opening degree θth, which is the opening degree of the electronic throttle valve, and brake pedal for activating the wheel brake. is operated by the driver, the shift operation position POSsh indicating the operation position of the shift lever provided in the vehicle 8, the longitudinal acceleration Gx and the lateral acceleration Gy of the vehicle 8, the vehicle 8 yaw rate Ryaw, which is the rotational angular velocity about the vertical axis of the vehicle 8, the steering angle θsw and the steering direction Dsw of the steering wheel provided in the vehicle 8, the battery temperature THbat, the battery charge/discharge current Ibat, and the battery voltage Vbat of the battery 24, the hydraulic oil OIL The operating oil temperature THoil, which is the temperature, the lock mode ON signal LOCKon, which is a signal indicating that the "H4_Lock" mode or the "L4_Lock" mode has been selected by the driver, and the low gear stage of the differential gear 64 has been selected by the driver. A low-gear-on signal LOWon, etc., which is a signal indicating that the
デフロック選択スイッチ120、ローギヤ選択スイッチ122は、例えば運転席の近傍に設けられている。デフロック選択スイッチ120は、トランスファ28において差動装置64をデフロック状態とするときに運転者によりオン状態へ操作されるスイッチである。ローギヤ選択スイッチ122は、トランスファ28において「H4_Lock」モードが成立させられているときに差動装置64をローギヤ段とするときに運転者によりオン状態へ操作されるスイッチである。
The differential
電子制御装置130からは、車両8に備えられた各装置(例えばエンジン制御装置20、インバータ22、油圧制御回路60、切替用アクチュエータ82、ポンプ用モータ88、ホイールブレーキ装置124、情報報知装置126など)に各種指令信号(例えばエンジン12を制御する為のエンジン制御指令信号Se、TM用回転機MGMを制御する為のMGM制御指令信号Smgm、TF用回転機MGFを制御する為のMGF制御指令信号Smgf、自動変速機50の制御に関わる係合装置CBの制御状態を制御する為の油圧制御指令信号Sat、トランスファ28の制御に関わるTF用クラッチCF1及びTF用ブレーキBF1の各々の制御状態を制御する為の油圧制御指令信号Scbf、トランスファ28の制御に関わる第1噛合クラッチD1及び第2噛合クラッチD2を各々作動させる為のトランスファ制御指令信号Stf、EOP86を制御する為のEOP制御指令信号Seop、ホイールブレーキによる制動力を制御する為のブレーキ制御指令信号Sb、運転者に各種情報の報知を行う為の情報報知制御指令信号Sinfなど)が、それぞれ出力される。
From the
電子制御装置130は、車両用駆動装置10における各種制御を実現する為に、AT変速制御手段すなわちAT変速制御部132、ハイブリッド制御手段すなわちハイブリッド制御部134、及び駆動状態制御手段すなわち駆動状態制御部136を備えている。
In order to realize various controls in the vehicle drive system 10, the
AT変速制御部132は、例えば図7に示すようなATギヤ段変速マップを用いて自動変速機50の変速判断を行い、必要に応じて自動変速機50の変速制御を実行する為の油圧制御指令信号Satを油圧制御回路60へ出力する。前記ATギヤ段変速マップは、予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された関係すなわち予め定められた関係である。前記ATギヤ段変速マップは、例えば車速V及び要求駆動トルクTrdemを変数とする二次元座標上に、自動変速機50の変速が判断される為の変速線を有する所定の関係である。前記ATギヤ段変速マップでは、車速Vに替えてAT出力回転速度Noなどを用いても良いし、又、要求駆動トルクTrdemに替えて要求駆動力Frdemやアクセル開度θaccやスロットル弁開度θthなどを用いても良い。前記ATギヤ段変速マップにおける各変速線は、実線に示すようなアップシフトが判断される為のアップシフト線、及び破線に示すようなダウンシフトが判断される為のダウンシフト線である。
The AT
ハイブリッド制御部134は、エンジン12の作動を制御するエンジン制御手段すなわちエンジン制御部134aとしての機能と、インバータ22を介してTM用回転機MGM及びTF用回転機MGFの作動を制御する回転機制御手段すなわち回転機制御部134bとしての機能とを含んでおり、それらの制御機能によりエンジン12、TM用回転機MGM、及びTF用回転機MGFによるハイブリッド駆動制御等を実行する。
The
ハイブリッド制御部134は、予め定められた関係である例えば駆動要求量マップにアクセル開度θacc及び車速Vを適用することで、運転者による車両8に対する駆動要求量を算出する。前記駆動要求量は、例えば駆動輪(前輪14、後輪16)における要求駆動トルクTrdem[Nm]である。前記駆動要求量としては、駆動輪における要求駆動力Frdem[N]、駆動輪における要求駆動パワーPrdem[W]、変速機出力軸54における要求AT出力トルク等を用いることもできる。要求駆動トルクTrdemは、見方を換えれば指令出力時の車速Vにおける要求駆動パワーPrdemである。前記駆動要求量の算出では、車速Vに替えてTF出力回転速度Nofなどを用いても良い。
The
ハイブリッド制御部134は、伝達損失、補機負荷、自動変速機50の変速比γat、バッテリ24の充電可能電力Winや放電可能電力Wout等を考慮して、要求駆動パワーPrdemを実現するように、エンジン制御指令信号Se、MGM制御指令信号Smgm、及びMGF制御指令信号Smgfを出力する。エンジン制御指令信号Seは、例えば指令出力時のエンジン回転速度NeにおけるエンジントルクTeを出力するエンジンパワーPeの要求値である要求エンジンパワーPedemを実現する為の指令値である。エンジンパワーPeは、エンジン12の出力[W]すなわちパワーである。MGM制御指令信号Smgmは、例えば指令出力時のMGM回転速度NmgmにおけるMGMトルクTmgmを出力するTM用回転機MGMの消費電力Wcmgm又は発電電力Wgmgmの指令値である。MGF制御指令信号Smgfは、例えば指令出力時のMGF回転速度NmgfにおけるMGFトルクTmgfを出力するTF用回転機MGFの消費電力Wcmgf又は発電電力Wgmgfの指令値である。
The
バッテリ24の充電可能電力Winは、バッテリ24の入力電力の制限を規定する入力可能な最大電力であり、バッテリ24の入力制限を示している。バッテリ24の放電可能電力Woutは、バッテリ24の出力電力の制限を規定する出力可能な最大電力であり、バッテリ24の出力制限を示している。バッテリ24の充電可能電力Winや放電可能電力Woutは、例えばバッテリ温度THbat及びバッテリ24の充電状態値SOC[%]に基づいて電子制御装置130により算出される。バッテリ24の充電状態値SOCは、バッテリ24の充電量に相当する充電状態を示す値であり、例えばバッテリ充放電電流Ibat及びバッテリ電圧Vbatなどに基づいて電子制御装置130により算出される。
The chargeable power Win of the
ハイブリッド制御部134は、要求駆動パワーPrdemが予め定められた閾値よりも小さなモータ走行領域(すなわちEV走行領域)にある場合には、EV走行モードを成立させる一方で、要求駆動パワーPrdemが予め定められた閾値以上となるエンジン走行領域にある場合には、エンジン走行が可能なHV走行モードを成立させる。図7の一点鎖線Aは、エンジン走行領域とモータ走行領域との境界線である。この図7の一点鎖線Aに示すような境界線を有する予め定められた関係は、車速V及び要求駆動トルクTrdemを変数とする二次元座標で構成された走行領域切替マップの一例である。尚、図7では、便宜上、この走行領域切替マップをATギヤ段変速マップと共に示している。
ハイブリッド制御部134は、要求駆動パワーPrdemがモータ走行領域にあるときであっても、バッテリ24の充電状態値SOCが予め定められたエンジン始動閾値未満となる場合やエンジン12の暖機が必要な場合などには、HV走行モードを成立させる。見方を換えれば、バッテリ24の充電状態値SOCが前記エンジン始動閾値未満となる場合やエンジン12の暖機が必要な場合は、前記走行領域切替マップにおけるモータ走行領域が無くなる。前記エンジン始動閾値は、エンジン12を自動的に始動してバッテリ24を充電する必要がある充電状態値SOCであることを判断する為の予め定められた閾値である。
Even when the required drive power Prdem is in the motor drive region, the
駆動状態制御部136は、例えば車速V、アクセル開度θacc、ブレーキオン信号Bon、シフト操作ポジションPOSsh、前後加速度Gx及び左右加速度Gy、ヨーレートRyaw、操舵角度θsw及び操舵方向Dsw、ロックモードオン信号LOCKon、ローギヤオン信号LOWonなどに基づいて、トランスファ28における各モード(図6参照)のうちの何れのモードを成立させるかを判断し、その判断したモードを成立させる為の各種制御指令信号を出力する。前記各種制御指令信号は、例えばTF用クラッチCF1及びTF用ブレーキBF1に対する油圧制御指令信号Scbf、第1噛合クラッチD1及び第2噛合クラッチD2に対するトランスファ制御指令信号Stfである。
The driving
駆動状態制御部136は、EV走行モードでは、例えば比較的低車速領域においてTF用ブレーキBF1を係合状態とすると共にTF用クラッチCF1を解放状態として差動装置64においてローギヤ段を形成する一方で、比較的高車速領域においてTF用ブレーキBF1を解放状態とすると共にTF用クラッチCF1を係合状態として差動装置64においてハイギヤ段を形成する。つまり、駆動状態制御部136は、EV走行モードでは、例えば比較的低車速領域において「EV(FF)ロー」モード(すなわちローギヤ段)を成立させる一方で、比較的高車速領域において「EV(FF)ハイ」モード(すなわちハイギヤ段)を成立させる。
In the EV running mode, the drive
駆動状態制御部136は、「H4_トルクスプリット」モードや「H4_LSD」モードでは、例えば車速センサ98、加速度センサ110、ヨーレートセンサ112などの各種センサによる各種信号に基づいて車両8の走行状態を判断し、その判断した走行状態に応じたトルク分配比Rxの目標値を設定する。トルク分配比Rxは、前輪14と後輪16とに分配する動力源PUからのトルクの割合である。トルク分配比Rxは、例えば動力源PUから後輪16及び前輪14に伝達される総トルクに対する後輪16に伝達されるトルクの割合、すなわち後輪側分配率Xrで表すことができる。又は、トルク分配比Rxは、例えば動力源PUから後輪16及び前輪14に伝達される総トルクに対する前輪14に伝達されるトルクの割合、すなわち前輪側分配率Xf(=1-Xr)で表すことができる。
In the "H4_torque split" mode and the "H4_LSD" mode, the drive
駆動状態制御部136は、「H4_トルクスプリット」モードでは、TF用回転機MGFによる反力トルクを生じさせるMGFトルクTmgfを調節することによって後輪側分配率Xrが目標値となるようにTF用回転機MGFを制御する為のMGF制御指令信号Smgfを出力する。MGFトルクTmgfが大きくされる程、後輪側分配率Xrが小さくされる、すなわち前輪側分配率Xfが大きくされる。駆動状態制御部136は、「H4_LSD」モードでは、TF用クラッチCF1のトルク容量を調節することによって後輪側分配率Xrが目標値となるようにTF用クラッチCF1のスリップ状態を制御する為の油圧制御指令信号Scbfを出力する。TF用クラッチCF1のトルク容量が大きくされる程、後輪側分配率Xrが小さくされる。
In the "H4_torque split" mode, the drive
駆動状態制御部136は、「H4_トルクスプリット」モードや「H4_LSD」モードにおいて、運転者によりデフロック選択スイッチ120がオン状態へ操作された場合に、「H4_Lock」モードを成立させる。駆動状態制御部136は、「H4_Lock」モードにおいて、車両8の停止時であって、運転者によりローギヤ選択スイッチ122がオン状態へ操作された場合に、「L4_Lock」モードを成立させる。
The driving
上述したように、EV走行モードでは、第1動力源PU1と第1出力軸66との間の動力伝達を遮断するとともに、TF用クラッチCF1及びTF用ブレーキBF1の一方を係合状態とすることで、TF用回転機MGFのMGFトルクTmgfを用いて車両8が駆動させられる。ここで、TF用回転機MGFから出力できるMGFトルクTmgfは定格的に限られているため、車両8をEV走行させる際の加速性能を向上するうえで改善の余地があった。
As described above, in the EV driving mode, power transmission between the first power source PU1 and the
これに対して、ハイブリッド制御部134は、EV走行モードにおいて、前輪14から要求MGFトルクTmgfdemが出力されるように、TF用回転機MGFのMGFトルクTmgfを制御するとともに、TF用回転機MGFから出力されるMGFトルクTmgfが、要求MGFトルクTmgfdemに対して不足するときには、TM用回転機MGMからTF用回転機MGFの不足分のトルクを補うためのMGMトルクTmgmを出力させるようにTM用回転機MGMを制御し、TM用回転機MGMのMGMトルクTmgmを第1出力軸66に伝達させる。以下、前輪14から出力される駆動トルクを前輪側駆動トルクTfrと称し、後輪16から出力される駆動トルクを後輪側駆動トルクTrrと称する。
On the other hand, the
駆動状態制御部136が走行モード(駆動モード)をEV走行モードに切り替えた状態において、EV走行モードで走行中であると判断すると、ハイブリッド制御部134は、EV走行モードで走行中において、アクセル開度θacc及び車速V等に基づいて要求駆動トルクTrdemを算出し、その要求駆動トルクTrdemをTF用回転機MGFによって出力可能か否かを判定する。言い換えれば、ハイブリッド制御部134は、EV走行中において、TM用回転機MGMによるトルクアシストが必要か否かを判定する。ハイブリッド制御部134は、前輪14から要求駆動トルクTrdemを出力することができるTF用回転機MGFの要求MGFトルクTmgfdemを算出する。EV走行モードでは、前輪14から出力される前輪側駆動トルクTfrは、TF用回転機MGFのMGFトルクTmgfと、TF用回転機MGFから前輪14との間の動力伝達経路におけるギヤ比γfrと、の積(=Tmfg×γfr)で算出される。従って、前輪14から前輪側駆動トルクTfrを出力させるために必要なTF用回転機MGFのMGFトルクTmgfは、前輪側駆動トルクTfrをギヤ比γfrで除算(=Tfr/γfr)することで算出される。これより、ハイブリッド制御部134は、前輪14から要求駆動トルクTrdemを出力可能なTF用回転機MGFの要求MGFトルクTmgfdem(=Trdem/γfr)を算出する。
When drive
ハイブリッド制御部134は、TF用回転機MGFの要求MGFトルクTmgfdemを算出すると、現時点でTF用回転機MGFから出力可能な出力可能MGFトルクTmgfper(以下、出力可能トルクTmgfper)を算出し、要求MGFトルクTmgfdemが出力可能MGFトルクTmgfperよりも大きいか否かを判定する。TF用回転機MGFから出力可能な出力可能トルクTmgfperは、例えばTF用回転機MGFの予め規定されている図8に示すような特性マップに基づいて決定される。
After calculating the required MGF torque Tmgfdem of the rotating machine MGF for TF, the
前記特性マップは、図8に示すように、例えばMGF回転速度Nmgf及びMGFトルクTmgfからなる二次元マップで構成されている。図8において、太い実線がMGF回転速度Nmgf毎の出力可能な出力可能トルクTmgfper(最大値)に対応し、この太い実線によって囲まれた領域が、TF用回転機MGFによって出力可能な領域になる。図8に示すように、MGF回転速度Nmgfに応じて出力可能トルクTmgfperが変化し、MGF回転速度Nmgfが高くなるほど、出力可能トルクTmgfperが低下している。又、図8において、複数の層状に描かれた破線は、TF用回転機MGFの等効率線である。すなわち、複数の層状の破線は、それぞれがTF用回転機MGFのモータ効率ηmotorの等しい点の連なりである。図8の破線で示す等効率線において、内側に位置する等効率線ほどモータ効率ηmotorが高くなっている。すなわち、TF用回転機MGFを等効率線のうち内側に位置する動作点で動作させるほど、TF用回転機MGFのモータ効率ηmotorが高くなる。尚、TM用回転機MGMについてもTF用回転機MGFと同様の特性マップが予め規定されている。TM用回転機MGMとTF用回転機MGFとは、構造等が異なるためにそれぞれ別個の特性マップが規定されているが、基本的な傾向については同じである。本実施例では、便宜上、TM用回転機MGMについても図8の特性マップを用いて説明する。 The characteristic map, as shown in FIG. 8, is composed of, for example, a two-dimensional map consisting of MGF rotation speed Nmgf and MGF torque Tmgf. In FIG. 8, the thick solid line corresponds to the possible output torque Tmgfper (maximum value) that can be output for each MGF rotation speed Nmgf, and the area surrounded by this thick solid line is the area that can be output by the rotating machine MGF for TF. . As shown in FIG. 8, the possible output torque Tmgfper changes according to the MGF rotation speed Nmgf, and the higher the MGF rotation speed Nmgf, the lower the possible output torque Tmgfper. Further, in FIG. 8, the dashed lines drawn in a plurality of layers are iso-efficiency lines of the rotating machine MGF for TF. That is, the plurality of layered dashed lines are a series of points each having the same motor efficiency ηmotor of the rotating machine MGF for TF. In the iso-efficiency lines indicated by the dashed lines in FIG. 8, the motor efficiency η motor is higher in the iso-efficiency lines located inward. That is, the motor efficiency η motor of the TF rotary machine MGF increases as the TF rotary machine MGF is operated at an operating point located inside the iso-efficiency lines. A characteristic map similar to that for the TF rotating machine MGF is also defined in advance for the TM rotating machine MGM. The TM rotary machine MGM and the TF rotary machine MGF have different characteristic maps because they have different structures, but they have the same basic tendency. In this embodiment, for the sake of convenience, the TM rotating machine MGM will also be described using the characteristic map of FIG.
ハイブリッド制御部134は、図8のTF用回転機MGFの特性マップに、MGF回転速度Nmgfを適用することで、TF用回転機MGFから出力可能な出力可能トルクTmgfperを算出する。又、出力可能トルクTmgfperは、バッテリ24の放電可能電力Wout及びTF用回転機MGFの温度等によっても制限される。ハイブリッド制御部134は、これらバッテリ24の放電可能電力Wout及びTF用回転機の温度等についても考慮に入れて出力可能トルクTmgfperを算出する。
The
ハイブリッド制御部134は、TF用回転機MGFから出力可能な出力可能トルクTmgfperを算出すると、TF用回転機MGFの要求MGFトルクTmgfdemが出力可能トルクTmgfperよりも大きいか否かを判定する。ハイブリッド制御部134は、要求MGFトルクTmgfdemが出力可能トルクTmgfper以下であった場合、TF用回転機MGFによって前輪14から要求駆動トルクTrdemを出力できるため、TF用回転機MGFのMGFトルクTmgfのみによるEV走行を継続して実行する。一方、ハイブリッド制御部134は、要求MGFトルクTmgfdemが出力可能トルクTmgfperよりも大きい場合、TF用回転機MGFによって前輪14から出力可能な前輪側駆動トルクTfrが要求駆動トルクTrdemに対して不足するため、TM用回転機MGMからTF用回転機MGFの不足分のトルクを補うためのMGMトルクTmgmを出力させるトルクアシストを行う。
After calculating the possible output torque Tmgfper that can be output from the rotary machine MGF for TF, the
要求駆動トルクTrdemを出力するに当たって不足する不足トルクTlackは、要求駆動トルクTrdemと前輪側駆動トルクTfrとの差分(=Trdem-Tfr)で算出される。このときの前輪側駆動トルクTfrは、TF用回転機MGFから出力可能な出力可能トルクTmgfperに、TF用回転機MGFから前輪14までの間のギヤ比γfrを乗算(Tmgfper×γfr)することで算出される。この不足トルクTlackは、要求駆動トルクTrdemを実現するために後輪16から出力されるべき要求後輪側駆動トルクTrrdemになる。尚、要求駆動トルクTrdemに対して前輪14から出力可能な前輪側駆動トルクTfrが不足する場合であっても、必ずしも前輪14から出力可能な最大値となる前輪側駆動トルクTfrを出力させる必要はなく、前輪14から出力可能な前輪側駆動トルクTfrの最大値よりも小さい前輪側駆動トルクTfrを出力させ、残りの不足するトルク分を後輪16から出力させるものであっても構わない。すなわち、前輪14及び後輪16から要求駆動トルクTrdemが出力される範囲において、TM用回転機MGMから出力されるMGMトルクTmgm及びTF用回転機MGFから出力されるMGFトルクTmgfを、各回転機のモータ効率等を考慮して適宜調整することもできる。
Insufficient torque Tlack for outputting the required drive torque Trdem is calculated by the difference (=Trdem-Tfr) between the required drive torque Trdem and the front wheel side drive torque Tfr. The front wheel drive torque Tfr at this time is obtained by multiplying the torque Tmgfper that can be output from the TF rotating machine MGF by the gear ratio γfr between the TF rotating machine MGF and the front wheels 14 (Tmgfper×γfr). Calculated. This insufficient torque Tlack becomes the required rear wheel side drive torque Trrdem to be output from the
AT変速制御部132は、後輪16から要求後輪側駆動トルクTrrdemを出力するに当たって、後輪16から要求後輪側駆動トルクTrrdemを出力できる自動変速機50のATギヤ段(変速段)のうち、EV走行中の後述する総合効率ηtotalが最も高くなるATギヤ段を選択する。言い換えれば、AT変速制御部132は、後輪16から要求後輪側駆動トルクTrrdemを出力できる自動変速機50の変速比γatのうち、EV走行中の総合効率ηtotalが最も高くなる変速比γatを選択する。このように、EV走行中であって、TM用回転機MGMからTF用回転機MGFの不足分のトルクを出力する場合には、図7に示すようなATギヤ段変速マップに基づいてATギヤ段が選択されるのではなく、EV走行中の効率に基づいてATギヤ段が選択され、効率の最も高くなる、すなわち燃費が最も良くなるATギヤ段が選択される。
When outputting the required rear wheel drive torque Trrdem from the
ここで、TM用回転機MGMから出力されたMGMトルクTmgmは、トルクコンバータ48、自動変速機50、リヤディファレンシャル36等を介して後輪16に伝達される。従って、後輪16から出力される後輪側駆動トルクTrrは、TM用回転機MGMのMGMトルクTmgmに、TM用回転機MGMから後輪16までの動力伝達経路におけるギヤ比γrrを乗算(Tmgm×γrr)することで算出される。見方を替えれば、後輪16から要求後輪側駆動トルクTrrdemを出力するために必要なTM用回転機MGMのMGMトルクTmgmは、要求後輪側駆動トルクTrrdemをギヤ比γrrで除算(Trrdem/γrr)することで算出される。尚、TM用回転機MGMから後輪16までの動力伝達経路におけるギヤ比γrrは、前記動力伝達経路を構成するトルクコンバータ48、自動変速機50、リヤディファレンシャル36等に基づいて決定される。
Here, the MGM torque Tmgm output from the TM rotary machine MGM is transmitted to the
AT変速制御部132は、先ず、自動変速機50の変速可能なATギヤ段のうち後輪16から要求後輪側駆動トルクTrrdemを出力できるATギヤ段を選択する。AT変速制御部132は、自動変速機50のATギヤ段毎に、TM用回転機MGMから出力可能な出力可能MGMトルクTmgmper(以下、出力可能トルクTmgmper)を求め、さらにATギヤ段毎に設定されるギヤ比γrrを乗算(Tmgmper×γrr)することで、ATギヤ段毎の後輪16から出力可能な後輪側駆動トルクTrrを算出する。AT変速制御部132は、自動変速機50のATギヤ段毎に算出される後輪16から出力可能な後輪側駆動トルクTrrが要求後輪側駆動トルクTrrdemよりも大きいATギヤ段を、要求後輪側駆動トルクTrrdemを出力できるATギヤ段として選択する。尚、TM用回転機MGMから出力可能な出力可能トルクTmgmperは、図8の特性マップに示すようにMGM回転速度Nmgmに応じて変化し、同じ車速Vとした場合のMGM回転速度Nmgmは、自動変速機50のATギヤ段毎の変速比γatに応じて変化する。従って、自動変速機50のATギヤ段に応じて出力可能トルクTmgmperが変更される。又、TM用回転機MGMから後輪16までの間の動力伝達経路におけるギヤ比γrrは、自動変速機50の変速比γatに応じて変化するため、自動変速機50のATギヤ段に応じてギヤ比γrrが変更される。又、TM用回転機MGMについても、TF用回転機MGFと同様に、バッテリ24の放電可能電力Wout及びTM用回転機MGMの温度等によって出力が制限されるため、これら放電可能電力Wout及びTM用回転機MGMの温度等を考慮に入れて出力可能トルクTmgmperが算出される。
The AT
AT変速制御部132は、後輪16から要求後輪側駆動トルクTrrdemを出力できる自動変速機50のATギヤ段を選択し、該当するATギヤ段が複数個ある場合には、設定可能なATギヤ段のうちEV走行中の総合効率ηtotalが最も高くなるATギヤ段を選択する。すなわち、AT変速制御部132は、要求後輪側駆動トルクTrrdemを出力できる変速比γatのうち総合効率ηtotalが最も高くなる変速比γatを選択する。TM用回転機MGMからMGMトルクTmgmを後輪16に出力する場合、エンジン12が連れ回されることによる損失Elossが発生する。この場合、エンジン12の燃焼室内の圧力を抜くデコンプを実施すれば、燃焼室内の空気の圧縮に起因する損失Elossが減少するものの、エンジン12の各部での摩擦抵抗等による損失Elossが発生する。エンジン12の連れ回りによる損失Elossは、エンジン12の連れ回り中の回転速度が高いほど大きくなるため、同じ車速Vとした場合、AT1速ギヤ段が最も損失Elossが大きく、高速側のATギヤ段になるほど損失Elossが小さくなる。言い換えれば、エンジン12の連れ回りによる損失Elossを考慮した走行効率ηlossは、AT4速ギヤ段が最も高くなり、低速のATギヤ段になるほど走行効率ηlossが低下する。
The AT
又、TM用回転機MGMのモータ効率ηmotorは、図8に示す特性マップから求められ、図8の破線で示す等効率線において内側にあるほどモータ効率ηmotorが高くなる。ATギヤ段毎のモータ効率ηmotorを求めるに当たっては、図8に示すようなモータ効率ηmotorが規定された特性マップに、ATギヤ段毎の変速比γat等から算出されるATギヤ段毎のMGM回転速度Nmgm及び要求後輪側駆動トルクTrrdemを出力するために必要なATギヤ段毎のMGMトルクTmgmを適用することで、ATギヤ段毎のモータ効率ηmotorを求めることができる。 Also, the motor efficiency η motor of the TM rotary machine MGM is obtained from the characteristic map shown in FIG. 8, and the motor efficiency η motor becomes higher as it moves further inside the iso-efficiency lines shown by the dashed lines in FIG. In obtaining the motor efficiency η motor for each AT gear stage, the MGM rotation for each AT gear stage calculated from the gear ratio γat etc. for each AT gear stage is added to the characteristic map that defines the motor efficiency η motor as shown in FIG. By applying the MGM torque Tmgm for each AT gear stage required to output the speed Nmgm and the required rear wheel drive torque Trrdem, the motor efficiency η motor for each AT gear stage can be obtained.
AT変速制御部132は、これらエンジン12の連れ回りによる損失Elossを考慮した走行効率ηloss及びTM用回転機MGMのモータ効率ηmotorを考慮した、専ら第1動力源PU1におけるATギヤ段毎の総合効率ηtotalを求め、総合効率ηtotalの最も高いATギヤ段を選択する。言い換えれば、AT変速制御部132は、EV走行中において総合効率ηtotalの最も高い変速比γatを選択する。総合効率ηtotalは、例えば走行効率ηlossとモータ効率ηmotorとを積算(ηloss×ηmotor)することで算出される。或いは、総合効率ηtotalは、走行効率ηlossに所定の係数K1を積算した値(ηloss×K1)とモータ効率ηmotorに所定の係数K2を積算した値(ηmotor×K2)との和(ηloss×K1+ηmotor×K2)で算出される。或いは、走行効率ηlossとモータ効率ηmotorとから構成される総合効率ηtotalを求めるための関係マップが予め規定され、その関係マップに各々求められた走行効率ηloss及びモータ効率ηmotorを適用することで、総合効率ηtotalを求めるものであってもよい。
The AT
更に、TM用回転機MGMから後輪16までの間の動力伝達経路を構成する自動変速機50の機械的な伝達効率ηatについても考慮に入れて、EV走行中における総合効率ηtotalを求めることもできる。自動変速機50では、変速機入力軸52と変速機出力軸54とが直結状態となるAT3速ギヤ段の伝達効率ηatが最も高く、次いでAT4速ギヤ段の伝達効率ηatが高く、次いでAT2速ギヤ段の伝達効率ηatが高く、AT1速ギヤ段の伝達効率ηatが最も低くなっている。自動変速機50の伝達効率ηatを考慮した場合の総合効率ηtotalは、走行効率ηloss、モータ効率ηmotor、及び伝達効率ηatから求められ、例えば走行効率ηloss、モータ効率ηmotor、及び伝達効率ηatの全てを積算(ηloss×ηmotor×ηat)することで算出される。或いは、総合効率ηtotalは、走行効率ηlossに所定の係数K1を積算した値(ηloss×K1)とモータ効率ηmotorに所定の係数K2を積算した値(ηmotor×K2)と伝達効率ηatに所定の係数K3を積算した値(ηat×K3)との和(ηloss×K1+ηmotor×K2+ηat×K3)で算出される。或いは、走行効率ηloss、モータ効率ηmotor、及び伝達効率ηatから構成される、総合効率ηtotalを求めるための関係マップが予め規定され、その関係マップに各々求められた走行効率ηloss、モータ効率ηmotor、伝達効率ηatを適用することで、総合効率ηtotalを求めるものであってもよい。
Furthermore, the total efficiency ηtotal during EV running can also be obtained in consideration of the mechanical transmission efficiency ηat of the
AT変速制御部132は、TM用回転機MGMからTF用回転機MGFの不足分のトルクを出力する場合に、総合効率ηtotalの最も高い自動変速機50のATギヤ段を選択すると、選択されたATギヤ段となるように自動変速機50を変速させる。すなわち、AT変速制御部132は、EV走行中において総合効率ηtotalが最も高くなる変速比γatとなるように、自動変速機50を変速させる。自動変速機50の変速が完了すると、ハイブリッド制御部134は、TM用回転機MGMからTF用回転機MGFの不足分のトルクを補うためのMGMトルクTmgmを出力させる。すなわち、ハイブリッド制御部134は、後輪16から要求後輪側駆動トルクTrrdemが出力されるように、TM用回転機MGMを制御する。これより、エンジン12を駆動させることなく前輪14及び後輪16によって要求駆動トルクTrdemを実現させることができ、その結果、加速性能を向上することが可能となる。別の見方をすれば、EV走行領域を拡げることが可能になる。又、EV走行中において、自動変速機50の総合効率ηtotalが最も高くなる変速比γatに変速されることで、EV走行中の燃費が向上する。
When the AT
図9は、電子制御装置130の制御作動の要部を説明する為のフローチャートであって、EV走行させる際の加速性能を向上することができる制御作動を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、EV走行モードで走行中において繰り返し実行される。
FIG. 9 is a flow chart for explaining the essential part of the control operation of the
先ず、駆動状態制御部136の制御機能に対応するステップ(以下、ステップを省略)S10において、EV走行モードで走行中であるか否かが判定される。S10の判定が否定される場合、本ルーチンが終了させられる。S10の判定が肯定される場合、ハイブリッド制御部134の制御機能に対応するS20において、EV走行中にTM用回転機MGMによるトルクアシストが必要か否かが判定される。すなわち、TF用回転機MGFから出力されるMGFトルクTmgfが要求MGFトルクTmgfdemに対して不足するか否かが判定される。S20の判定が否定される場合、ハイブリッド制御部134及び駆動状態制御部136の制御機能に対応するS60において、TF用回転機MGFによるEV走行が継続して実行される。一方、S20に判定が肯定される場合、AT変速制御部132の制御機能に対応するS30において、TM用回転機MGMによって要求駆動トルクTrdemに対する不足分のトルクを補うトルクアシストを行うに当たって、EV走行中における総合効率ηtotalの最も高くなる自動変速機50のATギヤ段(すなわち総合効率の最も高くなる変速比γat)が選択される。次いで、AT変速制御部132の制御機能に対応するS40において、S30において選択されたATギヤ段への変速が実行される。ハイブリッド制御部134の制御機能に対応するS50では、TM用回転機MGMから要求駆動トルクTrdemに対する不足分を補うMGMトルクTmgmが出力される。
First, in step (hereinafter, step is omitted) S10 corresponding to the control function of the driving
上述のように、本実施例によれば、EV走行モードにおいて、TF用回転機MGFから出力されるMGFトルクTmgfが要求MGFトルクTmgfdemに対して不足するときには、TM用回転機MGMからTF用回転機MGFの不足分のトルクを補うためのMGMトルクTmgmを出力させるようにTM用回転機MGMが制御され、TM用回転機MGMからのMGMトルクTmgmが第1出力軸66に伝達されるため、TF用回転機MGFから出力されるMGFトルクTmgfのみでは要求駆動トルクTrdemを実現できない場合であっても、TM用回転機MGMから出力されるMGMトルクTmgmが補われることで要求駆動トルクTrdemを実現でき、車両8をEV走行させる際の加速性能を向上することができる。
As described above, according to this embodiment, in the EV driving mode, when the MGF torque Tmgf output from the TF rotary machine MGF is insufficient with respect to the required MGF torque Tmgfdem, the TF rotary machine MGM Since the TM rotary machine MGM is controlled to output the MGM torque Tmgm for compensating for the insufficient torque of the machine MGF, and the MGM torque Tmgm from the TM rotary machine MGM is transmitted to the
また、本実施例によれば、TM用回転機MGMからTF用回転機MGFの不足分のトルクを補うためのMGMトルクTmgmを出力させる場合に、自動変速機50の変速比γatが、設定可能な変速比のうちEV走行中の総合効率ηtotalが最も高くなる変速比γatに制御されるため、車両8を効率良くEV走行させることができ、車両8の燃費を向上させることができる。
Further, according to this embodiment, when the MGM torque Tmgm for compensating for the insufficient torque of the TF rotary machine MGF is output from the TM rotary machine MGM, the gear ratio γat of the
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。 Another embodiment of the present invention will now be described. In the following description, the same reference numerals are given to the parts common to the above-described embodiment, and the description thereof is omitted.
図10は、図4のトランスファ28とは別のトランスファ200の概略構成を説明する図である。トランスファ200は、トランスファ28と同様のトルク分配装置であって、車両用駆動装置10においてトランスファ28と置き換えられる。図10において、トランスファ200は、非回転部材であるトランスファケース202内において共通の回転軸線CL1上に配設された、TF入力軸204、差動装置206、TF用クラッチCF1、TF用ブレーキBF1、第1出力軸208、中間軸210、第1噛合クラッチD1、第2噛合クラッチD2、及びドライブギヤ212などを備えている。差動装置206、TF用クラッチCF1、TF用ブレーキBF1、中間軸210、第1噛合クラッチD1、第2噛合クラッチD2、及びドライブギヤ212は、回転軸線CL1に対して略対称的に構成されており、図10では回転軸線CL1に対して下半分が省略されている。
FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic configuration of a
又、トランスファ200は、トランスファケース202内において共通の回転軸線CL2上に配設された、第2出力軸214及びドリブンギヤ216などを備えている。ドリブンギヤ216は、回転軸線CL2に対して略対称的に構成されており、図10では回転軸線CL2に対して上半分が省略されている。
The
又、トランスファ200は、トランスファケース202内において、TF用回転機MGF、回転機連結ギヤ対218、及びチェーン220などを備えている。回転機連結ギヤ対218は、TF用回転機MGFのロータ軸222と一体的に回転するTF用回転機連結ギヤ218aと、TF用回転機連結ギヤ218aと常時噛み合うTF用カウンタギヤ218bと、から構成されている。チェーン220は、ドライブギヤ212とドリブンギヤ216との間を連結する部材である。
The
又、トランスファ200は、図4のトランスファ28と同様に、トランスファケース202に固定された、第1噛合クラッチD1と第2噛合クラッチD2とを各々作動させる為の不図示の切替用アクチュエータを備えている。第1噛合クラッチD1の第1スリーブd1sは、上記切替用アクチュエータによって回転軸線CL1方向に移動させられる。第2噛合クラッチD2の第2スリーブd2sは、上記切替用アクチュエータによって回転軸線CL1方向に移動させられる。
4, the
TF入力軸204は、変速機出力軸54と動力伝達可能に連結されている。第1出力軸208は、リヤプロペラシャフト32と動力伝達可能に連結されている。第2出力軸214は、フロントプロペラシャフト30と動力伝達可能に連結されている。ドリブンギヤ216は、第2出力軸214に相対回転不能に固定されている。TF用カウンタギヤ218bは、中間軸210に相対回転不能に固定されている。
The
差動装置206は、シングルピニオン型の遊星歯車装置にて構成されており、サンギヤS、キャリアCA、及びリングギヤRを備えている。サンギヤSは、中間軸210に相対回転不能に固定されている。従って、サンギヤSには、回転機連結ギヤ対218を介してTF用回転機MGFが動力伝達可能に接続されている。キャリアCAは、第1出力軸208に相対回転不能に固定されている。リングギヤRは、TF用ブレーキBF1を介して選択的にトランスファケース202に連結される。サンギヤSとキャリアCAとは、TF用クラッチCF1を介して選択的に連結される。
The
第1噛合クラッチD1の第1噛合歯a1は、TF入力軸204に相対回転不能に固定されている。第1噛合クラッチD1の第2噛合歯a2は、第1出力軸208に相対回転不能に固定されている。第1噛合クラッチD1の第3噛合歯a3は、中間軸210に相対回転不能に固定されている。尚、図10では、便宜上、第1噛合クラッチD1の第1スリーブd1sを第1状態[1]及び第2状態[2]の各々に合わせて複数図示している。
The first meshing tooth a1 of the first meshing clutch D1 is fixed to the
第2噛合クラッチD2の第4噛合歯a4は、リングギヤRに連結されている。第2噛合クラッチD2の第5噛合歯a5は、第1出力軸208に相対回転不能に固定されている。第2噛合クラッチD2の第6噛合歯a6は、ドライブギヤ212に連結されている。尚、図10では、便宜上、第2噛合クラッチD2の第2スリーブd2sを第1状態[1]、第2状態[2]、及び第3状態[3]の各々に合わせて複数図示している。
The fourth meshing tooth a4 of the second meshing clutch D2 is connected to the ring gear R. The fifth meshing tooth a5 of the second meshing clutch D2 is fixed to the
図11は、トランスファ200における各回転要素の回転速度の相対的関係を表す共線図である。図11において、トランスファ200を構成する差動装置206の3つの回転要素に対応する3本の縦線Y1、Y2、Y3は、左側から順に第1回転要素RE1に対応するサンギヤSの回転速度、第3回転要素RE3に対応するキャリアCAの回転速度、第2回転要素RE2に対応するリングギヤRの回転速度、をそれぞれ表す軸である。縦線Y1よりも左側に示した縦線Y0は、入出力回転要素REIOに対応する第1出力軸208の回転速度を表す軸である。
FIG. 11 is a nomographic chart showing the relative relationship between the rotational speeds of the rotary elements in the
図11の共線図を用いて表現すれば、トランスファ200において、入出力回転要素REIOは、第1噛合クラッチD1(第1状態[1]参照)を介してTF入力軸204に選択的に連結されると共にリヤプロペラシャフト32に連結されている。TF入力軸204は、ハイブリッド用トランスミッション26を介してエンジン12を含む第1動力源PU1が動力伝達可能に連結されている。又、差動装置206において、第1回転要素RE1はTF用回転機MGFが動力伝達可能に連結されていると共に第1噛合クラッチD1(第2状態[2]参照)を介してTF入力軸204に選択的に連結される。第3回転要素RE3は第1出力軸208つまりリヤプロペラシャフト32に連結されていると共に第2噛合クラッチD2(第3状態[3]参照)を介して第2出力軸214つまりフロントプロペラシャフト30に選択的に連結される。第2回転要素RE2は第2噛合クラッチD2(第2状態[2]参照)を介して第2出力軸214に選択的に連結されると共にTF用ブレーキBF1を介して固定部材であるトランスファケース202に選択的に連結される。又、第1回転要素RE1と第3回転要素RE3とはTF用クラッチCF1を介して選択的に連結される。差動装置206では、直線Lcdにより、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3の相互の回転速度の関係が示される。第1出力軸208は、第1動力源PU1からの動力がトルクコンバータ48を介して入力され、且つ、後輪16に動力を出力する出力軸である。第2出力軸214は、前輪14に動力を出力する出力軸である。
11, in the
差動装置206は、TF用クラッチCF1が係合状態とされることによるハイギヤ段と、TF用ブレーキBF1が係合状態とされることによるローギヤ段と、が選択的に形成される変速機として機能する。
The
又、差動装置206は、センターディファレンシャルとして機能する。この際、トランスファ200において、第1噛合クラッチD1が第1状態[1]であり且つ第2噛合クラッチD2が第2状態[2]であると、差動装置206は、第3回転要素RE3に入力された第1動力源PU1からのトルクを、第1回転要素RE1に連結されたTF用回転機MGFの反力トルクにより第2回転要素RE2に分配することが可能である。又、差動装置206は、TF用回転機MGFの反力トルクを作用させることに替えて、TF用クラッチCF1をスリップ状態として差動装置206の差動作用を制限することにより、第2回転要素RE2に入力された第1動力源PU1からのトルクを第3回転要素RE3に分配することが可能である。このように、トランスファ200は、第1出力軸208に入力された第1動力源PU1からのトルクの一部を第2出力軸214に分配するトルク分配装置である。これにより、トランスファ200では、前輪14と後輪16とにトルクを分配することが可能となる。尚、トランスファ200において第2噛合クラッチD2が第3状態[3]とされる場合には、差動装置206は、センターディファレンシャルとしての機能が働かないデフロック状態とされる。
Also, the
図12は、トランスファ200において成立させられる各駆動モードとトランスファ200における各係合装置の制御状態との関係を説明する作動係合表である。図12において、「○」は係合を、空欄は解放を、それぞれ表している。図12は、図6の作動係合表とは、番号m1の「EV(FF)ハイ」モードが「EV(FR)ハイ」モードとなり、番号m2の「EV(FF)ロー」モードが「EV(FR)ロー」モードとなることが主に相違する。図12において、図6と相違する点について説明する。
FIG. 12 is an operation/engagement table for explaining the relationship between each drive mode established in
番号m1の「EV(FR)ハイ」モード、及び、番号m2の「EV(FR)ロー」モードは、各々、EV走行モードである。「EV(FR)ハイ」モード及び「EV(FR)ロー」モードでは、第2噛合クラッチD2が第1状態[1]とされることによって、第4噛合歯a4、第5噛合歯a5、及び第6噛合歯a6の相互間の結合はニュートラル状態(図中「N」参照)とされるので、差動装置206は前輪14との間の動力伝達経路が切断される。この状態で、TF用クラッチCF1の係合状態によるハイギヤ段又はTF用ブレーキBF1の係合状態によるローギヤ段が形成された差動装置206において、TF用回転機MGFからの動力が後輪16側へ伝達される。又、本実施例のEV走行は、後輪駆動走行にて実現させられる。EV走行モードでは、例えば第1噛合クラッチD1が第1状態[1]の場合、自動変速機50がニュートラル状態とされることで、第1動力源PU1と第1出力軸208との間の動力伝達が遮断され、エンジン12の引き摺りをなくすことができる。或いは、第1噛合クラッチD1を解放状態とすることが可能であるなら、EV走行モードでは、例えば第1噛合クラッチD1を解放状態とすることによって、第1動力源PU1と第1出力軸208との間の動力伝達を遮断し、これにより、自動変速機50の状態に拘わらず、自動変速機50やエンジン12の引き摺りをなくすことができる。又、「EV(FR)ハイ」モード及び「EV(FR)ロー」モードにおける各々のEV走行モードでは、TF用回転機MGFを動力源(第2動力源PU2)として用いつつ、第1動力源PU1からの動力を後輪16へ伝達することができる。例えば、「EV(FR)ハイ」モード及び「EV(FR)ロー」モードにおける各々のEV走行モードにおいて、第1噛合クラッチD1が第1状態[1]とされた状態でTM用回転機MGMからの動力を後輪16へ伝達することで、TM用回転機MGM及びTF用回転機MGFによるEV走行が可能である。
The "EV (FR) high" mode numbered m1 and the "EV (FR) low" mode numbered m2 are EV driving modes. In the "EV (FR) high" mode and the "EV (FR) low" mode, the second dog clutch D2 is set to the first state [1] so that the fourth mesh tooth a4, the fifth mesh tooth a5, and Since the coupling between the sixth meshing teeth a6 is in a neutral state (see "N" in the figure), the power transmission path between the
番号m3の「H4_トルクスプリット」モードは、例えば差動装置206がハイギヤ段と同等の状態で、第1出力軸208から差動装置206へ伝達された第1動力源PU1からのトルクをTF用回転機MGFの反力トルクによってサンギヤSにて受け持つことにより、TF用回転機MGFの反力トルクに応じた所望する任意の比率で前輪14と後輪16とにトルクを分配するモードである。トランスファ200における「H4_トルクスプリット」モードでは、TF用回転機MGFは回生させられる。TF用回転機MGFの回生によって発電された電力は、例えばバッテリ24に充電される。
In the "H4_torque split" mode numbered m3, the torque from the first power source PU1 transmitted from the
番号m4の「H4_LSD」モードは、「H4_トルクスプリット」モードにおけるTF用回転機MGFの反力トルクの作用に替えて、TF用クラッチCF1のスリップ状態による差動装置206の差動作用の制限により、TF用クラッチCF1のトルク容量に応じた所望する任意の比率で前輪14と後輪16とにトルクを分配するモードである。
The "H4_LSD" mode of number m4 limits the differential action of the
番号m5の「H4_Lock」モードは、差動装置206がデフロック状態とされた状態で、第1出力軸208へ伝達された第1動力源PU1からのトルクを前輪14と後輪16とに分配するモードである。
In the "H4_Lock" mode of number m5, the torque from the first power source PU1 transmitted to the
番号m6の「L4_Lock」モードは、差動装置206がデフロック状態とされ且つローギヤ段とされた状態で、差動装置206のサンギヤSへ伝達された第1動力源PU1からのトルクを前輪14と後輪16とに分配するモードである。
In the "L4_Lock" mode of number m6, the torque from the first power source PU1 transmitted to the sun gear S of the
上記のように構成されるトランスファ200においても、前述の実施例1と同様に、ハイブリッド制御部134は、EV走行モードで走行中において、TF用回転機MGFから要求MGFトルクTmgfdemを出力させるようにTF用回転機MGFを制御し、TF用回転機MGFから出力されるMGFトルクTmgfが要求MGFトルクTmgfdemに対して不足するときには、TM用回転機MGMからTF用回転機MGFの不足分のトルクを補うためのトルクを出力させるようにTM用回転機MGMを制御し、TM用回転機MGMからのMGMトルクTmgmを第1出力軸208に伝達させる。又、EV走行モードで走行中にTM用回転機MGMから不足分のトルクを補うに当たって、AT変速制御部132は、EV走行中の総合効率ηtotalが最も高くなる自動変速機50の変速比γatを選択し、選択された変速比γatとなるように自動変速機50を変速させる。上記のように制御されることにより、実施例2においても、前述した実施例1と同様の効果を得ることができる。
In the
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the drawings, the present invention is also applicable to other aspects.
例えば、前述の実施例において、自動変速機50は、4段の変速段に変速可能な構成に限定されず、2段、3段、又は5段以上の変速段に変速可能に構成されるものであっても構わない。又、自動変速機50は、公知のDCT(Dual Clutch Transmission)を含む同期噛合型平行2軸式自動変速機、公知のベルト式無段変速機などであっても良い。すなわち、変速比γが変更されることにより、TM用回転機MGMの動作点を変更することができる自動変速機であれば、本発明を適宜適用することができる。
For example, in the above-described embodiment, the
又、前述の実施例1、2において、差動装置64、206は、TF用クラッチCF1及びTF用ブレーキBF1の一方を備えて構成され、係合されることにより所定の変速比に固定されるものであっても構わない。
In the above-described first and second embodiments, the
又、前述の実施例1、2において、TF用クラッチCF1は、差動装置64、206の第1回転要素RE1と第2回転要素RE2とを選択的に接続するクラッチであっても良いし、差動装置64、206の第2回転要素RE2と第3回転要素RE3とを選択的に接続するクラッチであっても良い。要は、TF用クラッチCF1は、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、及び第3回転要素RE3のうちの何れか2つを選択的に接続するクラッチであれば良い。
Further, in the first and second embodiments described above, the TF clutch CF1 may be a clutch that selectively connects the first rotating element RE1 and the second rotating element RE2 of the differential gears 64, 206. A clutch that selectively connects the second rotating element RE2 and the third rotating element RE3 of the
又、前述の実施例1、2において、第1出力軸66、208が、トルクコンバータ48を介して入力された第1動力源PU1からの動力を前輪14に出力する出力軸とされ、第2出力軸72、214が、後輪16に動力を出力する出力軸とされるように構成された車両用駆動装置であっても良い。
In the first and second embodiments described above, the
また、前述の実施例1、2において、エンジン12とトルクコンバータ48とを接続する回転機連結軸46に、エンジン12とトルクコンバータ48との間を選択的に断接する断接クラッチが設けられていてもよい。断接クラッチは、好適には、TM用回転機MGMよりもエンジン12側に設けられる。これより、TF用回転機MGFのみを駆動させることによるEV走行中において、上記断接クラッチが遮断されることで、自動変速機50をニュートラルに切り替えることなくエンジン12の連れ回りをなくすことができる。
Further, in the above-described first and second embodiments, the rotary
また、前述の実施例では、流体式伝動装置としてトルクコンバータ48が用いられたが、本発明はこの態様に限らない。例えば、流体式伝動装置として、トルクコンバータ48に替えて、トルク増幅作用のないフルードカップリングなどの他の流体式伝動装置が用いられても良い。
Further, in the above-described embodiment, the
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。 It should be noted that what has been described above is just one embodiment, and the present invention can be implemented in aspects with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
10:車両用駆動装置
12:エンジン
14:前輪
16:後輪
28、200:トランスファ(トルク分配装置)
44、202:トランスファケース(固定部材)
50:自動変速機(変速装置)
64、206:差動装置
66、208:第1出力軸
72、214:第2出力軸
130:電子制御装置(制御装置)
MGM:TM用回転機(第1回転電機)
MGF:TF用回転機(第2回転電機)
CF1:TF用クラッチ(係合装置)
BF1:TF用ブレーキ(係合装置)
PU1:第1動力源
RE1:第1回転要素
RE2:第2回転要素
RE3:第3回転要素
10: Vehicle Drive Device 12: Engine 14: Front Wheels 16:
44, 202: transfer case (fixing member)
50: Automatic transmission (transmission device)
64, 206:
MGM: Rotating machine for TM (first rotating electric machine)
MGF: Rotating machine for TF (second rotating electric machine)
CF1: TF clutch (engagement device)
BF1: Brake for TF (engagement device)
PU1: First power source RE1: First rotating element RE2: Second rotating element RE3: Third rotating element
Claims (2)
前記第1動力源は、エンジンと、第1回転電機と、を備え、
前記トルク分配装置は、第2回転電機と、前記第2回転電機が接続される第1回転要素、前記第1出力軸及び前記第2出力軸の一方の出力軸が接続される第2回転要素、及び前記第1出力軸及び前記第2出力軸の他方の出力軸が接続される第3回転要素を有する差動装置と、前記第1回転要素、前記第2回転要素、及び前記第3回転要素の何れか2つを選択的に係合する、又は、前記第2回転要素を固定部材に選択的に係合する少なくとも1つの係合装置と、を備え、
前記制御装置は、
車両を駆動する駆動モードとして、前記第1動力源と前記第1出力軸との間の動力伝達を遮断するとともに、前記係合装置を係合状態とし、前記第2回転電機を第2動力源として用いるEV走行モードを設定することができるように構成され、且つ、前記EV走行モードにおいて、前記第2回転電機から出力されるトルクが、要求トルクに対して不足するときには、前記第1回転電機から前記第2回転電機の不足分のトルクを補うためのトルクを出力させるように前記第1回転電機を制御するとともに、前記第1回転電機からのトルクを前記第1出力軸に伝達させるように構成されている
ことを特徴とする車両用駆動装置。 a first power source, a first output shaft that receives power from the first power source and outputs power to one of the front wheels and the rear wheels, and power to the other of the front wheels and the rear wheels. A vehicle drive device comprising: a second output shaft for output; a torque distribution device for distributing part of the torque input to the first output shaft to the second output shaft; and a control device,
The first power source includes an engine and a first rotating electric machine,
The torque distribution device includes a second rotating electrical machine, a first rotating element to which the second rotating electrical machine is connected, and a second rotating element to which one of the first output shaft and the second output shaft is connected. and a third rotary element to which the other output shaft of the first output shaft and the second output shaft are connected; the first rotary element, the second rotary element, and the third rotary element; at least one engagement device for selectively engaging any two of the elements or selectively engaging the second rotating element with a fixed member;
The control device is
As a driving mode for driving the vehicle, power transmission between the first power source and the first output shaft is interrupted, the engagement device is brought into the engaged state, and the second rotating electric machine is driven by the second power source. and when the torque output from the second rotating electrical machine is insufficient for the required torque in the EV running mode, the first rotating electrical machine from the second rotating electrical machine to output torque for compensating for the insufficient torque of the second rotating electrical machine, and to transmit the torque from the first rotating electrical machine to the first output shaft. A vehicle drive system comprising:
前記制御装置は、前記第1回転電機から前記第2回転電機の不足分のトルクを補うためのトルクを出力させる場合に、前記変速装置の変速比を、設定可能な変速比のうちEV走行中の効率が最も高くなる変速比に制御するように構成されている
ことを特徴とする請求項1の車両用駆動装置。 The first power source is connected to the first output shaft via a transmission,
When causing the first rotating electrical machine to output a torque for compensating for the insufficient torque of the second rotating electrical machine, the control device selects the gear ratio of the transmission from among settable gear ratios during EV running. 2. The vehicular drive system according to claim 1, wherein the gear ratio is controlled so that the efficiency of the transmission is maximized.
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